DAVID POGUE (Technologiegoeroe): Tin; symbool Sn; atoomnummer 50-50 protonen en 50 elektronen.
Tin toegevoegd in kleine hoeveelheden aan koper maakt brons, de eerste door de mens gemaakte metaallegering. Brons heeft de wereldhandel gestimuleerd, en eenmaal gesmeed tot werktuigen en wapens heeft het een bepalende rol gespeeld in de rijken van de oudheid. Brons gaf de naam aan een heel tijdperk van menselijke beschaving. En zelfs vandaag de dag is het er nog.
Dit is The Verdin Company, een 170 jaar oud familiebedrijf in Cincinnati, Ohio.
Ik ben hier omdat ze op het punt staan een aantal klokken te gieten. Zelfs met alle andere moderne materialen, kiezen ze toch voor brons. Ik wil weten waarom. Is er niet iets beters gekomen, na al die jaren?
Ralph Jung biedt aan te pleiten voor brons.
RALPH JUNG (Klokkenmaker, De Verdin Company): Dit is ons patroon dat we gaan gebruiken om de vorm in het zand te maken.
DAVID POGUE: Dus dit lijkt op een voltooide bel. Dit is geen bel?
RALPH JUNG: Ja, dat is het wel. Dit is alleen het patroon. Ja. Het is gemaakt van aluminium, dus het is heel gemakkelijk te hanteren. Wat is daar mis mee? Aluminium is goed: aluminium roest niet, aluminium is licht.
RALPH JUNG: Je hebt gelijk. Dat doet het niet. Waarom maak je hier geen klokken van? Nou, het geluid. Het heeft niet zo’n blijvende klank. En het is gewoon… U vindt het niet mooi klinken? Niet echt. Het klinkt ook een beetje blikkerig. Hé, hartstikke bedankt, vriend. Nou, je weet wel. Ik heb geoefend.
RALPH JUNG: We zullen u laten zien hoe een echte klok klinkt.
DAVID POGUE: De kwaliteit van het geluid hangt af van de atomaire structuur van het materiaal. In zuivere metalen, zijn de atomen gerangschikt in ordelijke rijen en kolommen. Elk atoom staat enkele van zijn elektronen af om een soort zee van deze willekeurig bewegende geladen deeltjes te creëren.
Het zijn deze vrij stromende elektronen die metalen geleidend maken. Wanneer geplaatst in een kring, stellen de negatief geladen deeltjes zich op en stromen als een elektrische stroom.
De zee van elektronen leidt ook tot flexibele, metaalverbindingen tussen de atomen. In koper, kunnen zij gemakkelijk langs elkaar glijden, waardoor het vrij zacht is en gemakkelijk te deuken, niet juist voor een klok. Daarom gebruikt Verdin stijver spul.
RALPH JUNG: Dus, we zetten dit hier neer.
DAVID POGUE: Ralph plaatst de vorm in een ronde stalen huls, vult dan de ruimte eromheen met een mengsel van zand en epoxy, om de verzengende hitte van het hete metaal te weerstaan.
Toen dit bedrijf begon, gebruikten zij een mengsel van paardenhaar, mest en zowat alles wat een vorm zou houden zonder te verbranden, maar het doel was hetzelfde: een holle vorm te scheppen die de binnen- en buitenomtrek van de bel volgt.
Als hij het aluminium verwijdert en de twee helften samenvoegt, blijft er aan de binnenkant een klokvormige ruimte over, klaar om het gesmolten brons te ontvangen.
RALPH JUNG: En wat we hier hebben, David, zijn de bronzen staven die we gebruiken om in de oven te doen. Zoals je kunt zien, zijn ze een beetje zwaar. Ja, het is net als… Ze wegen gemiddeld zo’n 20 pond. Dat is een, dat is een mengsel, eigenlijk, van 80 procent koper en 20 procent tin. En wat we hier hebben is het tin in ruwe vorm. Zo komt het uit de grond. Dit komt uit Maleisië.
DAVID POGUE: Okay.
RALPH JUNG: En we hebben een brok koper zoals het uit de grond komt. En dat komt uit Zuid-Afrika.
DAVID POGUE: Dus, dat is het recept voor brons?
RALPH JUNG: Precies.
DAVID POGUE: Dus, je hebt koper plus tin is gelijk aan brons.
RALPH JUNG: Brons, ja.
DAVID POGUE: Waarom zou je een van die metalen niet op zichzelf kunnen gebruiken? Waarom maakt u geen klokken van alleen maar koper?
RALPH JUNG: Als het alleen maar koper was, zou het, ten eerste, te zacht zijn, en zouden we niet het geluid krijgen dat we van een klok willen hebben. Tin met koper geeft ons die hardheid.
DAVID POGUE: Toevoeging van tin aan koper tijdens het smelten verandert de eigenschappen van het metaal. De grotere tinatomen beperken de beweging van de koperatomen, waardoor het materiaal harder wordt.
Een klap brengt de atomen aan het trillen, maar het tin voorkomt dat ze te ver uit positie raken. Tin is goed voor een klok, maar alleen in de juiste verhouding.